TW201105182A - Discharge module for high voltage X-ray tubes - Google Patents

Description

201105182 六、發明說明： 【發明所屬之技街領域】 本發明係關於一種用於高壓X-射線管的放電模 組’其可降低濾過器電容器之尾部放電和高壓電、纜所 造成的軟輻射。。 在習知的X-射線管中，其X-射線的產生係藉由從 鶴絲（陰極)經由熱離子發射所產生的電子。該電子被加 速至一陽極(其可被旋轉以減輕耗損效應）而產生X-射 線。藉由鎢絲電流及藉由陽性和陰極之間的高壓電位 差控制射線管的發射強度β 準確地控制至X-射線管的電源供應對確保正確 的診斷用影像以及避免病人暴露於無法產生有用影像 之來自X-射線的有害放射線而言極為重要。 能量供應之出口波形的”尾部，，產生一種無用的軟 輻射(softradiation)’其增加病人的1射線暴露劑量以 及無益於影像的改善。因此亟需獲得一種不產生無用 軟輕射尾部之實質上為矩形波形的Χ·射線管供應^ 電。 因此，本發明的範圍包括用於χ_射線管的電壓產 生設備’以及特別指連接高壓電源與χ_射線產 高壓電纜的放電模組。 【先前技術】 目前，已知連接高壓電源與χ_射線產生器之用於 電纜的電壓放電模組為例如述於美國專利us 5056125A 中者。 201105182 射的ΪΓ雜卩分達料低尾料電或軟輻 的電壓放電電路和毫安培測量裝置，並且由於二 視的外物所干擾而無法準確地控制放射線以及另一 方面’用於降低軟_之閘流管(thy_啦三極交流 開關(tr職)的放電電流被侷限於固態開關能支援的 口電流。

先前發明之放電模組的另一種困難為陽極和陰極 均獨立於地極的事實，因此其玫電需依賴與地極的連 接，並且该放電的其中之一若連接失敗則無法產生放 現行技術中已知一種揭示於US 2008089482的x_ 射線裝置，其包含能消除儲存於χ_射線裝置之電容琴 内之殘餘能量的一通用開關。 可降低殘餘電流之X-射線裝置的其他文獻已揭

示於 JP 2007234497、EP 0297317、US 5056125、JP 10189286。儘管如此’上述申請案中由於無法避免通 過測量電路之高壓開關中所產生的泄漏電流循環，因 此仍無一能達到完全降低殘餘電流的目的。 因此’本發明的目的係藉由發展出一種能克服前 述缺點之降低軟輻射的放電模組，其放電電流非僅侷 限於可支援固態開關的端口電流，並且能以更有效方 式以及根據申請專利範圍第1項之電壓放電電流從毫 安培測量裝置隔開的配置進行陽極和陰極放電。 201105182 【發明内容】 ，本發明用於X-射線管高壓電纔之放電模組的特 徵在於其包括三種獨立的電路。 曰方面為負貝產生X-射線之電流的控制電路和 量電路’以及另一方面為開關本身之系列開關和泄 ^電抓之間的電;1放電電路，—種被配置成獨立於毫 女培測量裝置的電路。亦即獨立電壓放電電路所產生 的泄漏電流不通過控制和測量電路。最後，第三種電 路為實際X·射線管和高壓電容騎形成的充電短接電 路。 換s之該充電電路的短接電路可被細分成兩種獨 立電路，一方面為藉由以串聯電阻器順序排列串聯端 口電容器之固態開關的端口跳閘電路（閘流管、三極交 流開關等），其相等於串聯閘流管的被動跳閘電路。形 成部分之短接電路的第二種主要放電電路為藉由順序 排列放電電阻器和一連續串聯閘流管所形成的一種主 要放電電蜂。 * 由於該主要放電電流係直接通過實際閘流管及未 通過閘流管端口或其相等物的事實’因此該放電電流 並未侷限於該閘流管的端口電流值。 由於該控制和測量電路以及該放電電路各為獨立 的事實，因此可在不受外物導致之泄漏電流的干擾而 更準確地控制放射線。 以及最後，由於其產生多點跳閘的事實，因此可 降低開關的殘餘線路突波(line surge)。 201105182 【實施方式】 從下圖的觀點描述本發明建議的一較佳具體實施 例。 第1圖中’我們所建議用於降低濾過器電容器之 尾部放電和X-射線管高壓電纜(HV)所造成之軟輻射 的配置。 該配置包含三種獨立的電路： 拳電路（1)係負責產生乂_射線之電流以及irx電流經 由其進行循環的控制和測量電路，該電流經由二極 體、經由高壓供電源(；FA；)和經由χ_射線管本身 而通過的兩個分流器（5); *電路(2)係介於開關（7)之間的分壓電路，Ilk電流經 由其進行循環並且其係獨立於毫安培測量電路而 使泄漏電流不被容許通過該控制和測量電路； #電路(3)係X-射線管本身（6)和高壓電容器所形成 的充電短接電路。 由於先前描述的配置以及短路電路(3)的構造―，藉 由製成從陰極至陽極而非如先前技術裝置之從其至地 極’因此能以更有效率的方式進行該陰極和陽極的放 電。 第2圖顯示通過各種電路之不同電流循環的波 形。因此第一個波形為具有稍微傾斜但清礎切入虛線 邊(4)之放電端的高壓波形，此波形代表放電電路之電 壓產生過量的軟輻射’亦即無法產生高品質影像卻使 病人暴露於有害放射線的無用放射線。 201105182 T一個波形代表相當於iRX電流的波形，其為循 及與高壓㈣的波形以及其亦尋求使 、、代表的軟輕射降低至實線代表的幾近垂直邊。 下一個波形相當於流過介於開關（7)之間分壓電 ，的電波形’其代表獨立於IRX電流的 一完美矩形波 形0 /最後—個波形相當於充電短接電路之電路的波

^其具有相當於開關關閉瞬間的左邊以及幾近垂直 ，右邊放電電流的右邊麵直時其發生軟輻射的機 率越低。 最後’第3圖中顯示短路電路(3)的詳細構造，其 中已描述其許多的分流，然而，需要時為了獲得例如 75,00二伏特的電壓可使用更多的分流，其在一可行的 具體實施例中可能需要高至80條分流。該短路電路(3) 包含兩種電路： φ該開關之端口（CG、RG)的一跳閘電路(3,1)，所示實 例為閘流管，然而其可為任何能完成切換目的之類 型的開關。第一閘流管(S】)係藉由變壓器(9)跳閘， 然後相關電容器CG的放電開始通過第二閘流管δ2 的端口’經由其進行第二閘流管的跳閘，因而當該 第二閘流管S2被啟動時該相關電容器CG開始放電 通過第三閘流管的端口並且逐步地依此類推。亦即 依次地產生串接閘流管的從動跳閘。由於多點跳間 因而可降低該開關的殘餘突波。 •藉由Rd'S^Ss.....SN的連續性形成第二主要 放電電路(3.2)。此構造的優點為該放電電流非僅偈Ui 7 201105182 限於該開關的端口電流。 本發明的主要性質為其不因以不受限制但足供專 家進行複製的方式所描述構成元件之材料、類型、形狀 和配置的差異而改變。 【圖式簡單說明】 第1圖概述所建議放電模組之主要組件和電路的 配置。 第2圖為代表不同電路之電流的不同波形。 第3圖為充電電路之短路電路的詳細配置。 【主要元件符號說明】 (1) 電路 (2) 電路 (3) 短路電路 (4) 虛線邊 (5) 分流器 (6) X-射線管 ⑺ 開關 ⑻ 高壓電容器 (9) 變壓器 (3.1) 跳閘電路 (3.2) 放電電路 (CG) 端口 (Rg) 端口 (FA) 高壓供電源 201105182 (s〇 第一閘流管 (S2) 第二閘流管

Claims (1)

1. 201105182 七、申請專利範圍： 1. 一種用於X-射線管之高壓電纜的放電模組，包含 三種電路： • Irx電流的控制和測量電路（1)，其循環通過測量裝 置及產生X-射線； • 電路(2)，其係介於開關（7)之間的分壓電路，1^電 流經由其進行循環； • 電路(3)，其係X-射線管(6)和高壓電容器（8)所形成 的充電短接電路； 其特徵在於該泄漏電流僅通過分壓電路並且不通過控 制和測量電路。 2. 如申請專利範圍第1項之用於高壓X-射線管的 放電模組，其特徵在於藉由兩種電路形成該充電電路的 短接電路（3): • 第一電路，其係該開關之端口（cG、RG)的一跳閘電 路(3.1); • 第二電路，其係藉由RD、S!、S2.....SN的串聯 連續性形成的一主要放電電路(3.2)。 3. 如申請專利範圍第2項之用於高壓X-射線管的 放電模組，其特徵在於該開關係固態開關例如閘流管、 三極交流開關等。